[发明专利]一种超低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法

说明书

本发明公开了一种超低碳钢连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法。本发明首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，然后将加入丙酮的去离子水加热到70℃～90℃饱和溶解苦味酸进行超过30min的侵蚀，使连铸坯的凝固钩组织清晰地显露出来，实现凝固钩较高侵蚀成功率，同时清晰地呈现凝固钩和周围枝晶组织的形貌，可以准确测量凝固钩特征参数。

技术领域

本发明涉及一种金属凝固钩组织的侵蚀方法，属于钢铁材料分析方法技术领域。

背景技术

凝固钩，Hook，又称钩状坯壳，是一种钩状结构的凝固组织，在低碳钢和超低碳钢中较为常见，通常凝固钩深入连铸板坯表面以下0.5～3mm。在钢液凝固初期，凝固钩在结晶器中形成，结晶器振动使连铸坯表面出现了周期性的横向凹陷，即振痕，凝固钩从坯壳表面的振痕处向钢液内部生长，结晶器中上浮的气泡、夹杂物及卷入的保护渣接触到凝固钩组织后很容易被捕获，成为连铸坯表面或皮下夹杂(渣)或气孔缺陷。

超低碳钢连铸坯经过热轧、酸洗、冷轧、连续退火和热镀锌等工序，最终得到热镀锌汽车外板，热镀锌汽车外板是一种对表面质量要求很高的薄板产品。上述连铸坯表面的缺陷在后序的轧制过程中随着钢板的延伸而拉长，最终可能导致汽车外板表面的线状缺陷。随着中国汽车工业的高速发展，近年来汽车板的需求量急速增长，市场对热镀锌汽车外板的表面质量要求越来越高。经热镀锌工艺后，汽车外板表面由于炼钢引起的表面缺陷会更加容易显现，因此表面条状缺陷在汽车外板等高等级冷轧板生产中成为制约产品表面质量，影响产品交货和客户满意度的重要问题。在连铸结晶器内连铸坯的凝固过程中，凝固钩容易捕捉卷渣、氧化铝夹杂和气泡等缺陷，形成连铸坯表面缺陷，这些缺陷经轧制和热镀锌后，对于汽车外板表面质量有很大的危害。因此凝固钩的侵蚀，准确观察与测量对于连铸坯质量的改进，以及汽车外板表面质量的提升具有重要意义。

凝固钩形貌的侵蚀观察方法主要是，对样品进行简单的研磨抛光处理；配制浸蚀溶剂，浸蚀溶剂一般选用饱和苦味酸溶液(2，4，6-三硝基苯酚)，部分研究中向浸蚀溶剂中添加表面活性剂以提高浸蚀的速率；将样品放入浸蚀溶剂中侵蚀，还有部分研究中将饱和苦味酸溶剂进行加热侵蚀实验；清洗样品并干燥；使用光学金相显微镜观察，拍摄照片；测量凝固钩的特征参数。但是，上述方法存在以下缺点：

1.简单的研磨抛光处理的样品观察面部分存在划痕，会对后续侵蚀和拍照造成一定程度的影响。

2.饱和苦味酸溶剂用于侵蚀样品浓度不够，这是因为凝固钩的侵蚀时间长，消耗的苦味酸溶质多，一定时间后，溶剂变成了非饱和状态，侵蚀条件发生了改变，容易导致侵蚀实验失败，侵蚀不出凝固钩组织。

3.在常温下配置的饱和苦味酸溶剂，在加热后溶剂的溶解度变大，苦味酸处于不饱和状态，这也容易导致侵蚀实验失败。

4.针对超低碳钢连铸坯凝固钩，按照上述方法配置的侵蚀溶剂溶解度小，溶剂中溶解的苦味酸溶质少，容易导致侵蚀时间较长或是侵蚀实验失败。

5.配置方法复杂，需要用去离子水分别配置苦味酸溶液和表面活性剂溶液，然后进行混合。

6.上述方法凝固钩的侵蚀成功率较低，一般仅有50％或以下的样品可以成果显露出凝固钩组织，且凝固钩组织模糊不清晰。

因此，为了提高凝固钩的侵蚀成功率，缩短超低碳钢凝固钩的侵蚀时间，更加清晰地观察到凝固钩组织的形貌特征，急需一种高侵蚀成功率且操作简便的凝固钩组织的侵蚀方法。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种超低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，将添加丙酮的去离子水加热，然后加入苦味酸溶质和表面活性剂，使连铸坯凝固钩组织清晰地显露出来，在实现凝固钩高成功率侵蚀的同时缩短侵蚀时间，还能清晰地呈现出凝固钩周围枝晶分布特征，以准确测量凝固钩特征参数。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案: